Введение к работе
Актуальность проблемы.
Распределение концентрации взвешенных частиц в верхнем слое занимает важное место в изучении состояния экосистемы Балтийского моря. В последние десятилетия дистанционные и контактные измерения концентрации взвешенных частиц выявили существенную пространственную неоднородность в его распределении. В виду значительной перемежаемости концентрации взвешенных частиц, особое внимание в настоящее время уделяется мезомасштабным гидрофизическим процессам формирующим неоднородности гидрологических полег рассматриваемых масштабов.
Существует мало совместных измерении физических параметров и концентрации взвешенных частиц с высоким разрешением по пространству. Осуществление таких измерений и совместный анализ результатов является актуальной задачей для понимания причин наблюдаемого распределения концентрации взвешенных частиц, в частности жизнедеятельности планктона. Наряду с широко используемыми флюоресцентными методами, позволяющими по количеству хлорофилла судить об интегральном распределении биологических полей, введение методов счета концентрации взвешенных частиц по их размерному составу, используемых в настоящей работе, позволяет дифференцировать влияние гидрофизических процессов как на отдельные вида планктона, так и на взвесь другого происхождения.
Степень неконсервативности взвеси биологического происхождения во многом зависит от вертикальной компоненты ПОЛЯ скорости (ю), которая при прочих равных условиях параметров окружщей среды, влияющих на источники и стоки взвеси, становится
определвдим фактором в формировании световых условий и поступления биогенов в верхний эвфотический слой. Экспериментальные измерения w с необходимым пространственнс-врэменным разрешением по техническим причинам затруднены. Поэтому, актуальной задачей является получение статистической оценки, позволяющей судить о гидрофизических процессах по структуре взвешенных частиц.
Исходя из -вышеизложенного, были определены основная цель и задачи работы.
Цель и задачи работы.
Цель работы заключалась в исследовании обусловленности генерации и эволюции неоднородного распределения взвешенных частиц гидрофизическими процессами. Для достижения поставленной цели необходимо было решить ряд конкретных задач: I)Разработать методику совместных измерений горизонтальных неоднородностей концентрации взвешенных частиц в верхнем слое моря и мэзоыасштабных неоднородностей термохалинных полей в контролируемых гидрометеорологических условиях. 2)Цровестн комплекс статистических расчетов флуктуации концентрации взвешенных частиц с целью выявления характерных масштабов изменчивости, и установление зависимости с параметрами гидрологических и метеорологических полей.
3)Оценить влияние ветровых и геострофических течений на формирование неоднородностей концентраций взвешенных частиц. 4)Объяснить возможные причины пятнистости с привлечением методов математического моделирования.
Научная новизна.
На основе, большого количества комплексных квазинепрерывных
измерении распределения концентрации взвешенных частиц в диапазоне 1-4 и 28-73 мкм., температуры и солености, получены новые сведения о характере совместного распределения отмеченных полей. Показано существование перемежаемости взаимосвязанности распределения взвешенных частиц с неоднородностями полей температуры и солености. Выявлены физические, причины определяющие степень коррелированности отмеченных полей.
Выявлены горизонтальные неоднородности распределения взвешенных частиц в верхнем слое моря с характерными масштабами 12-13 и 55-66 км. (рис.1) во время и в конце весеннего цветения планктона соответственно.
Установлены статистически устойчивые сезонные изменения мэзомасштебной структуры взвешенных частиц 28 - 73 мкм (рис.2,3). Максимальные значения относительных амплитуд мезомасштабных структур приходились на время весеннего, летнего и осеннего цветений фитопланктона.
Показано, что существенная неоднородность распределения взвеси, во время повышенной биологической активности может быть объяснена пространственной перемежаемостью вовлечения генерированной сдвиговой неустойчивостью в перемежающем поле вертикальной компоненты квазигеострофнческого вихря.
Прикладное значение.
Полученные в работе результаты можно использовать для физического обоснования параметризации процессов подсеточного масштаба в моделях взаимодействия атмосферы и океана. Полученные результаты позволяют существенно уточнить предствление влияния гидрофизических процессов на жизнедеятельность и распределение планктона. Представленная в работе характеристика распределения
концентрации частиц может быть полезной при построении схемы комплексного мониторинга Балтийского моря. Полученные данные о характере вертикального обмана веществом между верхним и нижним слоями моря могут быть использованы при прогнозе биологически наиболее продуктивных районов моря.
Апробация работы и публикации.
Основные результаты диссертации доложены на 15-ой Конференции балтийских океанографов (Копенгаген, 1986), на 16-ой Конференции балтийских океанографов (Киль, 1988), на 3-ем Конгрессе советских океанологов (Ленинград, 1988), на всесоюзной школе по турбулентности (Таллинн, 1988), на семинарах в ИО АН СССР и ИТЭФ и ИЭМИ АН Эстонии. По теме диссертации опубликовано 8 работ.
Объем и структура диссертации.
Диссертация изложена на ...РА страницах машинописного текста и состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы, включающей ..?.. наименований. Диссертация содержит . Ду. рисунков и .2... таблиц. Общий объем работы ./.V?. страниц.
